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SHA512SUM0

RISC-V SHA512SUM0 指令详解

指令手册I-type

SHA-512 Σ0函数(大写,RV64):ROTR(rs1,28) ⊕ ROTR(rs1,34) ⊕ ROTR(rs1,39)

指令语法

sha512sum0 rd, rs1

语法为 sha512sum0 rd, rs1;操作数为整数 x0–x31 或 ABI 名称,没有汇编立即数。

32 位 OP-IMM:bits31..20=000100000100,funct3=001,opcode=0010011;选择子是固定编码字段。

仅 RV64 Zknh(也包含于 Zkn/Zk);对完整 64 位源执行本页固定循环右移和异或。

x0 源恒为 0,写入 x0 被丢弃;重叠操作数读取写回前的源值,同名源只有一个值。本指令执行延迟必须与操作数据无关。

Zknh加密与密码

指令行为说明

sha512sum0 仅在 RV64 定义,实现 SHA2-512 的 Sum0 变换:ROTR64(X(rs1), 28) ⊕ ROTR64(X(rs1), 34) ⊕ ROTR64(X(rs1), 39),并将 64 位结果写入 rd。RV32 的拆分形式为 sha512sum0r。

SHA512SUM0 指令解析与执行动画

受限教学输入直接执行官方 SHA-512 固定宽度位运算;不表示完整算法或微架构。

rd
rs1
sha512sum0
,

执行前 rd=rs1 时共用源值,否则演示初值 rd=0;rs1=x0 时始终读取 0。 SHA512SUM0 仅在 RV64 定义,并对完整 64 位 X(rs1) 计算。

fixed selector
source
fixed
destination
OP-IMM
31..20
000100000100
19..15
rs1=x11
14..12
001
11..7
rd=x10
6..0
0010011
执行数据路径
inb
0x0123456789ABCDEF
ror64(inb, 28)
0x9ABCDEF012345678
ror64(inb, 34)
0xE26AF37BC048D159
ror64(inb, 39)
0xCF13579BDE02468A
result
0xB7C57A100C7EC1AB
架构可见结果
a0(x10) = 0x0000000000000000

动画只展示官方 ISA 字段和架构状态;不表示完整哈希算法、流水线、缓存或时序实现。

快速理解与检索要点

sha512sum0 实现 SHA-512 的 Sum0 变换,读取并写回完整 64 位值。

所有操作数均为整数 X 寄存器;该指令必须具有数据无关执行延迟。

常见使用场景

加密与密码

RV64 Zknh,a1=1:按本页公式得到 a0=0x0000001042000000。

哈希算法

RV64 Zknh,a1=1:按本页公式得到 a0=0x0000001042000000。

使用前检查清单

语法检查
  • 语法为 sha512sum0 rd, rs1;操作数为整数 x0–x31 或 ABI 名称,没有汇编立即数。
  • 32 位 OP-IMM:bits31..20=000100000100,funct3=001,opcode=0010011;选择子是固定编码字段。
语义检查
  • 仅 RV64 Zknh(也包含于 Zkn/Zk);对完整 64 位源执行本页固定循环右移和异或。
  • x0 源恒为 0,写入 x0 被丢弃;重叠操作数读取写回前的源值,同名源只有一个值。本指令执行延迟必须与操作数据无关。

容易混淆 / 常见误区

仅适用于 RV64;RV32 使用 sha512sum0r 的双指令序列。
bits 31..20 是固定选择子,没有汇编立即数。

常见问题

SHA512SUM0 使用浮点或向量寄存器吗?

不使用。标量密码扩展的这些指令使用整数 X 寄存器。

SHA512SUM0 是完整算法实现吗?

不是。它实现手册定义的一次 SHA2-512 Sum0 变换。